ТЕМА: «Класифікація пристроїв. Основні вузли і деталі».

 

Навчальні питання:

1. Класифікація пристроїв. Основні класифікаційні ознаки і типи по групах.

2. Установчі затискають, поворотні і ділильні пристрої.

3. Деталі для направлення інструментів і корпусу.

 

1. П ристосування – це технічний пристрій, присоединяемое до машини (устаткуванню) або використовується самостійно для установки, базування, закріплення предметів виробництва або інструменту при виконанні технологічних (у тому числі контрольних, регулювальних, випробувальних, транспортних і ін) операцій.

Все різноманіття конструкцій пристосувань класифікують на групи і підгрупи.

Класифікація пристроїв:

1. За цільовим призначенням:

· для установки (закріплення) виробів на обладнанні - токарному, фрезеровочного, свердлильному, шліфувальному та ін.;

· для установки обробних інструментів - патрони, затискачі, оправлення і др.;

· складальні пристосування;

· контрольні пристосування;

· транспортно-кантувальна.

 

2. За ступенем спеціалізації:

· універсальні;

· спеціалізовані;

· спеціальні.

 

3. За джерела енергії привода:

· пневматичні;

· пневмогідравлічні;

· гідравлічні;

· електромеханічні;

· магнітні;

· вакуумні;

· відцентрово-інерційні.

 

4. За ступенем використання енергії неживої природи:

· ручні;

· механізовані;

· напівавтоматичні;

· автоматичні.

5. Залежно від конкретних організаційно-технічних умов (системи
технологічного оснащення):

· універсально-налагоджувальна;

· універсально-складальна;

· універсально - безналадочние;

· сборно - разборная;

· спеціалізована - налагоджувальна;

· неразборная спеціальна.

 

2. Засоби механізації затиску верстатних пристосувань.
Застосування пристосувань знижує трудомісткість і собівартість обробки
деталей.

Ефективність від їх застосування виходить:

· за рахунок збільшення продуктивності в результаті підвищення рівня механізації (автоматизації) і скорочення основного і допоміжного часу при виконанні основного переходу і виключення розмітки і вивірки заготовок при установці на верстатах;

· підвищення точності обробки (складання, контролю) та усунення похибок;

· расширения технологических возможностей универсального оборудования;

· полегшення умов праці;

· скорочення чисельності робітників і зниження їх кваліфікації;

· підвищення безпеки роботи і зниження аварійності і т.п.

 

Все різноманіття пристосувань включає в себе такі основні групи
елементів:

· настановні - для деталі;

· установчі та напрямні - для інструменту;

· затискні;

· допоміжні;

· корпусу.

Установчі елементи (опори).

Вибір характеристик опор (типу, розмірів, точності виконання і просторового розташування настановних елементів) виробляють в результаті аналізу характеристик технологічних баз (форми, розмірів, точності і розташування).

Базування вироби може відбуватися:

· по площинах - застосовують точкові нерухомі опори. При установці деталей на необроблені базові поверхні використовують постійні опори з рифленою і сферичної головками, а також регульовані опори. Установку деталей обробленими базами здійснюють на опори з плоскою головкою і опорні пластини;

· за зовнішніми циліндричним поверхнях - оброблювані деталі встановлюють на широкі або вузькі призми, втулки і полувтулкі, цанги, кулачки самоцентрує і подібні установчі та установочно-затискні елементи;

· по внутрішніх баз - на циліндричні та зрізані пальці, сухарі, різні оправлення, кулачки розтискних пристроїв та ін елементи;

· по центровим отворам - на центрові гнізда і конічні фаски;

· з профільних поверхнях - (зуби шестерень, шліци і пр.) виробляють за допомогою роликів, кульок і др.

Для спрощення ремонту настановні елементи доцільно
виконувати легкознімними.

Елементи для установки та орієнтування інструмента.

Якщо деталі обробляються на фрезерних верстатах, то їх налаштування на необхідний розмір проводиться за допомогою різних установок (висотних і кутових) з використанням різних щупів (плоских і циліндричних), які розміщують між ріжучим лезом і установкою.

Підвищити жорсткість різального інструменту і точність обробки при виконанні отворів на свердлильних і розточувальних верстатах можна за рахунок застосування кондукторних і направляючих втулок, їх застосування усуває розмітку, зменшує відведення осі і розбивку оброблюваних отворів. Точність діаметра отворів підвищується в середньому на 50%.

Затискні елементи та механізми пристосувань.

Затискні механізми призначені для надійного і стабільного закріплення застережливого вібрацію і зсув заготовки щодо опор пристосування при обробці, а також для забезпечення необхідної точності.

Затискні механізми відповідно до їх пружними характеристиками можуть мати пряму (гвинтові, клинові, ексцентрикові і т.п.) або складну (пневматичні, гідропневматичні прямої дії) залежність між прикладеною силою і пружним переміщенням.

Ефективність закріплення залежить від сили закріплення, напрямки та місця її застосування.

У ручних затискних механізмах сила на рукоятці не повинна перевищувати 150 Н.

Гвинтові затискні механізми знаходять широке застосування в пристосуваннях внаслідок простоти і компактності конструкції. У них широко використовуються стандартні деталі, вони можуть створювати значні зусилля при невеликому моменті на приводі. Недоліки - великий час спрацьовування і нестабільність сил закріплення.

Ексцентрикові затискні механізми володіють простотою і компактністю конструкції, використанням стандартизованих деталей, швидкодією, можливістю отримання великих сил закріплення при невеликій силі на приводі. Основні елементи - ексцентрикові кулачки (круглі, одиночні і здвоєні, вільчаті), опори під них, цапфи, рукоятки та ін елементи.

Важільні і важільно-шарнірні затискні механізми дозволяють при відносній простоті отримати значний виграш в силі (або в переміщеннях), забезпечити сталість сили закріплення незалежно від розмірів закрепляемой поверхні, здійснити закріплення у важкодоступному місці. Їх не рекомендують для безпосереднього закріплення нежорстких заготовок і вони не мають властивість самоторможенія, тому їх використовують з іншими важільними механізмами (клиновими, кліноплунжернимі, ексцентриковими і механізованими приводами).

Допоміжні елементи і корпусу.

До допоміжних пристроїв і елементів відносяться поворотні і ділильні пристрої з дисками і фіксаторами (для поділу кола на задане число частин), що виштовхують пристрої, підйомні механізми, швидкодіючі засувки, гальмівні пристрої, шпильки, сухарі, рукоятки, ручки, прес-маслянки, маховички, кріпильні та ін деталі.

Ділильний пристрій складається з диска закріпленого на поворотній частині пристосування і фіксатора. Управління фіксатором в найпростіших пристосуваннях здійснюється витяжної кнопкою, рукояткою або за допомогою педалі. У автоматичних пристосуваннях обертання і фіксація їх поворотної частини здійснюється механічними, пневматичними, гідравлічними, пневмогидравлическими способами.

Корпуси пристосувань призначені для монтажу всього комплекту його елементів і встановлення його на обладнання і повинні володіти необхідною міцністю, жорсткістю, зносостійкістю і вібростійкою, надійністю, довговічністю і технологічністю у виготовленні.

Корпуси виготовляють цільними і збірними шляхом зварювання або збірки з елементів. Для установки і закріплення корпусів пристосувань на верстатах у їх підстави передбачені пази або вушка з пазами для кріпильних болтів з квадратними або прямокутними головками, що вводяться в Т-обр. пази верстата.

 

3. Основні чинники, що забезпечують можливість скорочення термінів ремонту і вартості - це гнучкість і мобільність верстатних пристосувань, що характеризують їх оборотність, тобто можливість багаторазового застосування при зміні об'єктів ремонту (використання переналагоджуваних пристосувань до фізичного зносу), що забезпечується їх переналадкой.

Переналагоджувані групові пристосування - прогресивна оснастка багаторазового застосування, що забезпечує шляхом регулювання рухомих елементів або заміни змінних настановних наладок установку і закріплення групи заготовок широкої номенклатури.

Універсально-налагоджувальні пристосування - це пристосування, що забезпечують установку і фіксацію деталей за допомогою спеціальних налагоджень. Вони складаються з базисного агрегату універсального за схемами базування і конструктивним формам оброблюваних заготовок і налагодження (або відповідних регульованих елементів).

Універсально-безналадочние пристосування - це пристосування загального призначення, що забезпечують установку оброблюваних деталей широкої номенклатури і представляють собою закінчений механізм довгострокової дії, призначений для багаторазового використання без доопрацювання (токарні патрони, машинні лещата, поворотні столи тощо) застосовуються в одиничному і спеціалізованому дрібносерійному виробництві.

Спеціалізовані налагоджувальні пристосування - це пристосування, що забезпечують базування і фіксацію родинних по конфігурації заготівель різних габаритів (тобто певної групи деталей). Вони складаються з спеціалізованого за схемою базування й виду обробки типових груп виготовлених деталей базисного агрегату і змінної наладки (або відповідних регульованих елементів).

Впровадження методів групової обробки і застосування для цього високопродуктивних, агрегатних верстатів і пристосувань забезпечує максимальне використання одного і того ж обладнання і пристосувань.

Агрегатування верстатних пристосувань забезпечує в 4... 10 разів зменшення витрат на виготовлення і можливість швидкого переналагодження.

Принцип агрегатування полягає у використанні нормалізованих елементів: підстав, стійок, рам, плит і т.д., на яких встановлюються і закріплюються змінні наладки з базується елементами і затискними пристроями.

Опори для установки на плоскі поверхні: а-з рифленою головкою; б-з плоскою головкою; в - зі сферичною головкой4 г-регульовані опори; д-опорні пластини.

Жорсткі оправлення, на які деталі насаджуються: а-з циліндричними отворами, б-з натягом; в-с зазором.

Розтискні оправлення:
А-консольна, з прорізами на робочій шийці, служить для закріплення деталі затягуванням внутрішнього конуса; б-консольна, з трьома сухарями, розтискним внутрішнім конусом, використовується для закріплення товстостінних деталей з обробленими або необробленими отворами; в-з пружною гільзою, розтискати зсередини гідропластмассой; г-з гофрованими втулками, що забезпечує точність центрування

.

 

 

 

Центр: а-жорсткий, б-зрізаний; в-спеціальний, з трьома вузькими стрічками на кромці отвори деталі; пана повідковий, що передає крутний момент від вдавлення рифленої поверхні при додатку до центру осьової лінії; д - повідковий, передає момент через рифлення, вдавлювані в торцеву площину деталі; е-плаваючий передній.

 

Д/з: (2) Гл. 27, с.380…390, Рис. 27.1…27.4.

 

ТЕМА: «Приводи»

 

Навчальні питання:

1. Класифікація приводів.

2. Конструкції пневматичних, гідравлічних і пневмогідравлічних приводів.

3. Розрахунок величини зусилля на штоку.

 

1. Основні вимоги продуктивного виконання робіт:

· скорочення часу затиску за рахунок зниження допоміжного часу;

· створення більш стабільних сил затиску за рахунок заміни ручних затискних приводів на механізовані й автоматизовані;

· полегшення праці робітників.

Враховуючи ці основні вимоги, робимо висновок - величина затискати зусилля не повинна залежати від робітника, і отже використовуються приводи:

пневматичні:

а) по виду пневмодвигателя:

· поршневі (пневмоциліндри);

· діафрагмові (пневмокамери).

б) по схеме действия:

· односторонньому;

· двосторонні.

в) за методом компонування з пристосуванням:

· вбудовані;

· агрегатовані.

г) по виду установки:

· стаціонарні;

· обертаються.

д) за кількістю приводів:

· одинарні;

· здвоєні.

гідравлічні: - за кількістю подається робочої рідини:

· об'ємні;

· дросельні.

Пневмогідравлічні - за принципом роботи:

· з перетворювачем тиску прямої дії;

· з перетворювачем тиску послідовної дії.

 

2. Пневматичні приводи, в них джерелом енергії служить стиснене повітря. Властивості, що вигідно відрізняють стиснене повітря від інших джерел енергії наступні:

· зручність для підведення комунікацій до місця споживання і безпеку в роботі;

· здатність у силу пружності моментально передавати найменші коливання в тиску;

· стиснене повітря не замерзає в трубопроводах;

· відпрацював повітря не потребує утилізації або в спеціальному відвід;

· може бути використаний для іншої корисної роботи у разі необхідності.

Основні особливості пневмопривода:

· швидкість затиску (0, 022 хв.);

· сталість сили затиску, яке було докладено на початку роботи, залишається незмінним протягом усього періоду обробки, що дає можливість зменшити силу затиску, гарантує безпеку роботи, підвищує якість обробки і дозволяє збільшити швидкість різання, що позитивним чином позначається на продуктивності праці;

· простота управління.

Пневматичні приводи складаються з:

· пневмодвигателя;

· пневатических апаратури;

· повітропроводів.

Оптимальні технічні характеристики:

· робоча швидкість виконавчого механізму складає 0,1... 0,2 м / с (при менших виникають вібрації і нерівномірність ходу);

· зусилля у механізмах до 30 кН;

· максимальний діаметр циліндра до 250 мм.

Недоліки:

· низький коефіцієнт корисної дії;

· великі габарити в порівнянні з гідроприводом (через застосування низького тиску повітря);

· нерівномірність переміщення робочих органів, особливо при змінних умовах;

· неможливість зупинки в середині ходу.

 

Поршневий привід, бувають нерухомого, що хитається і обертового типів, одностороннього та двостороннього дії.

Особливості:

· величина ходу поршня може бути будь залежно від довжини циліндра;

· протягом усього ходу поршня зажимное зусилля залишається незмінним;

· невелика частина тиску стисненого повітря витрачається на подолання сили тертя;

· конструкція поршня складніше діафрагми через необхідність герметичності в рухомому з'єднанні;

· габаритні розміри приводу розвинені в осьовому напрямку;

· високі вимоги до чистоти обробки деталей;

· в експлуатації спостерігаються випадки прилипання ущільнення до циліндра;

· мала стійкість на знос ущільнень;

· витоку стисненого повітря до кінця терміну служби ущільнень;

· вартість виготовлення вище діафрагм.

 

Використовуючи малюнок, розповісти і показати конструкцію нерухомого циліндра. Основним робочим органом, що перетворює енергію стисненого повітря в зажимное зусилля в поршневому приводі, є поршень зі штоком, який переміщається в циліндрі, герметично закритому кришками. Герметичне поділ порожнин А і В здійснюється за допомогою спеціальних ущільнень, які закріплені на поршні. Герметичність в порожнині В, в місці виходу штока, досягається також через ущільнення.

Обертові пневмоциліндри використовуються переважно для приводу токарних пристосувань.

По плакату показати типову схему включення пневмоцилиндра: стиснене повітря з мережі через вентиль 10 надходить у фільтр - влагоотделитель 9. Редукційний клапан 8 знижує тиск стисненого повітря до заданого, контроль тиску здійснюється через манометр 7. Маслораспилітель 6 забезпечує подачу мастильної рідини в потік стисненого повітря. Реле 5 призначено для контролю тиску (0,1... 0,63 МПа) стисненого повітря і подачі сигналу при досягненні заданого тиску, а також для відключення електричного двигуна верстата при аварійному падінні тиску. Для захисту від аварійного падіння тиску передбачений зворотний клапан 4. Для управління подачею стислого повітря в пневмоцилиндр 1 застосовується пневморозподільник 2. Отработавший стиснене повітря повинен викидатися в атмосферу через глушник

3. Гідравлічні приводи, характеризуються такими властивостями і перевагами:

· завдяки значному збільшенню тиску раб / рідини діаметри робочих циліндрів значно зменшуються, що дає можливість значно скоротити габарити;

· велике зусилля затиску;

· передача затискних зусиль відбувається плавно без ударів і поштовхів;

· загальний насос гідроприводу може бути використаний для подачі і затиску оброблюваних деталей;

· не потрібно обов'язкової наявності спец. компресорної установки;

· безшумність роботи.

Недоліки:

· витік рідини;

· зміна властивостей раб / рідини залежно від температури;

· висока вартість;

· необхідність кваліфікованого обслуговування.

Гідравлічний привід складається:

· гідравлічна установка;

· насос з пусковою апаратурою;

· резервуар для масла;

· апаратура управління і регулювання;

· гідроциліндри;

· трубопроводи.

Як рідин для гідроприводів (t0C до 60 0С) використовуються індустріальні масла загального призначення без прісядок (t⁰C до 60 ⁰С) используются индустриальные масла общего назначения без присядок: И-12А, И-20А, И-30А, И-40А, И-50А.

У гідравлічних приводах використовується шестерні, лопатеві і поршневі насоси, два останніх для тиску до 12,0... 15,0 МПа.
Аксіальні і радіальні поршневі для тиску до 20... 30 МПа, а поршневі ексцентрикові - до 50 МПа.
При застосуванні гідроприводу приймають:
• тиск - в межах 5... 10 МПа;
• робочі швидкості - 0,01... 1,0 м / с;
• довжина ходу штока залежно від міцності штока - не більше 10 Ø циліндра;
• довжина циліндра при цьому з урахуванням технології виготовлення береться з відносини;
• відношення діаметра штока до діаметра циліндра вибирають з відносини, при чому великі значення зазвичай вибирають для більш навантажених установок.

Пневмогідравлічний привід, в ньому використані переваги пневматичного і гідравлічного приводів:

• можливість створення високих раб / тисків;

• швидкість дій; • відносно низька вартість;

• невеликі габарити; • масло менше нагрівається і спінюється;

• втрати енергії нижче;

• надійність роботи вище;

• досить універсальні у застосуванні;

• управління ними легко автоматизується.

За принципом роботи поділяються на приводи:

• з перетворювачем тиску прямої дії;

• з перетворювачем тиску послідовного.

Привід з перетворювачем тиску прямої дії заснований на безпосередньому перетворенні низького тиску стисненого повітря в високий тиск рідини.
Стисле повітря надходить у циліндр 4 діаметром D, шток цього циліндра діаметром d служить плунжером гідроциліндра 1. Масло витісняється плунжером, надходить по трубопроводу 5 у другій гідроциліндр 7 діаметром D1. Шток цього циліндра пов'язаний з виконавчим затискним механізмом. При випуску відпрацьованого повітря зворотний рух поршнів здійснюється пружинами 6 і 3. З резервуара 2 масло надходить у систему для компенсації витоків. Пристрій виконується у вигляді одного блоку або з окремо винесеним циліндром 7. Останній вбудовується в пристосування, а блок циліндрів 4 і 1 встановлюють у зручному місці біля верстата.

Управління пристроєм здійснюється триходовим краном. Розрахунок параметрів пневмоцилідра (гідроциліндра).
Вихідні дані: або, або,,.
Площа (), см2 поршня і штокової порожнини:
, - Поршня;
, - Штоковой порожнини.
де: - діаметр циліндра, мм;
- Діаметр штока, мм.

 

Зусилля (Q), H: штовхає; ;
тягнуче, ,
де: - розрахунковий тиск:
для повітря - 0,5 МПа;
для рідини - 10 МПа;
- механічний ККД:
для повітря - 0,85... 0,95;
для рідини - 0,90... 0,96.
Діаметр циліндра (), мм:

 

;

.

Швидкість руху () поршня (робочий чи холостий хід), з:

, ,

де: - хід поршня, мм; -

час руху поршня, с.

Час руху () поршня (робочий чи холостий хід):, С. , с.

Витрата повітря (рідини) за хід робітник чи холостий ,, Л / хв. Внутрішній діаметр трубопроводу, мм:

, ,

 

 

де: - швидкість руху повітря (рідини) в трубопроводі, м/с;

повітря – 17 м/с, рідини – 5…6 м/с.

Зусилля на штоку робочого гідроциліндра визначають за формулою (без урахування зусилля пружин):

, Н.

де: - діаметр пневмоциліндра, мм;

- діаметр гідроциліндра, мм;

- тиск повітря, МПа;

- об'ємний ККД приводу ( = 0,9…0,95);

- ККД перетворювача ( = 0,8…0,9);

- діаметр штока пневмоцілідра, мм.

Відношення - коефіцієнт зусилля, для пневмоцилиндра = 15…20.

Тиск рідини в робочому гідроциліндрі

() рівне: ; МПа.

Привід з перетворювачем послідовної дії заснований на подачі рідини низького тиску в силові циліндри з подальшою подачею рідини високого тиску. Злив рідини проводиться в порожнину низького тиску при звільненні деталі (забезпечують прискорення холостого ходу і попереднє закріплення деталі) → в порівнянні з перетворювачами прямої дії.

Вони можуть обслуговувати кілька робочих циліндрів при невеликих габаритах приводу, дозволяють економити стиснене повітря на 90... 95%.! Більш складна конструкція і значна кількість витоків - недоліки.

Повітря з магістралі через чотирьох ходовий кран 6 надходить в резервуар 5 і витісняє з нього масло по трубопроводу 4 в циліндр 2, забезпечуючи швидкий хід штока гідроциліндра 1 до закріплюється деталі. У результаті підвищення тиску масла, в гідроциліндрі 1 автоматично спрацьовує клапан послідовної дії 7. Повітря поступає в циліндр 8, поршень зі штоком 3 починає переміщатися, і в циліндрі 2 розвивається високий тиск, що забезпечує остаточне закріплення деталі-заготовки.

При перемиканні крана 6 повітря подається по трубопроводу 9 і повертає поршні циліндрів 8 і 1 у вихідне положення.

Розрахунок зусиль на штоку робочих гідроциліндрів аналогічний розрахунку перетворювача прямої дії.

 

3. При розрахунку пневмоцилиндра повинні бути задані основні конструктивні параметри:

- необхідне зусилля, к;

- діаметр циліндра, мм;

- довжина ходу поршня, мм;

Для забезпечення безударной і плавної роботи пневмоциліндра призначають:

· робочу швидкість переміщення поршня м/с;

· в кінці ходу поршня передбачається гальмування для зниження швидкості до м/с;

· у необхідних випадках встановлюється час робочого і холостого ходу поршня;

· розрахунковий тиск стисненого повітря МПа.

* У роздавальному матеріалі наведено основні розрахункові параметри пневмоцилиндров, які можуть бути визначені по наближеним розрахункових формулах і в яких не враховуються втрати тиску та обсягів в трубопроводах.

Величина зусилля на штоку діафрагменних пневмокамер змінюється в міру руху штока і залежить:

· від розрахункового діаметра ,мм;

· товщини діафрагми ,мм;

· матеріалу діафрагми;

· конструкції (тарілчаста, плоска);

· розрахунковий тиск стисненого повітря приймається МПа;

· зусилля зворотної пружини для пневмокамер односторонньої дії «»слід відняти, а двосторонньої дії .

Наближений розрахунок зусилля «»на штоку пневмокамер наведені в роздавальному матеріалі.

 

б

 

 

а в

Пневматичний циліндр для стаціонарних пристроїв:

а-нерухомий циліндр; б, в - хитний циліндр;

1 - кришки; 2,6 - ущільнення; 3 - шток; 4 - циліндр; 5 - поршень.

 

 

Пневмокамера:

1- шток; 2,6 - штамповані чашки; 3 - шайба;

4- діафрагма;

5- порожнину; 7 - пружина.

 

 

 

Типова схема включення:

1- пневмоцилиндр; 2 - пневморозподільник; 3 - глушник; 4 - зворотний клапан; 5 - реле; 6 - маслораспилітель; 7 - манометр, 8 - редукційний клапан; 9 - фільтр влагоотделитель; 10 - вентиль.

 

 

 

 

Пневмогідравлічний перетворювач прямої дії:

1- гідроциліндр; 2 - резервуар; 3,6 - пружини; 4, 7 - циліндри; 5 - трубопровід.

 

Пневмогидравлический преобразователь последовательного действия:

1- гідроциліндр; 2 - резервуар; 3,6 - пружини; 4, 7 - циліндри; 5 - трубопровід.

 

Д/з: (2) Гл. 28, с.390…400. Виконати із записами в конспект: Рис. 28.5, 28. 6, таблица 28.2, розрахунок пневмокамери.